本發(fā)明提供一種催化分離反應(yīng)深度處理化工行業(yè)廢水系統(tǒng)及方法，包括曝氣裝置、調(diào)節(jié)池、抽吸泵、催化分離反應(yīng)器、清水池、消毒裝置。進(jìn)水管末端安裝在調(diào)節(jié)池內(nèi)，曝氣裝置通過送風(fēng)管分別與調(diào)節(jié)池和催化分離反應(yīng)器相連，連接管Ⅰ中部安裝有抽吸泵Ⅰ，連接管Ⅰ進(jìn)口端安裝在調(diào)節(jié)池內(nèi)，出口端安裝在催化分離反應(yīng)器內(nèi)，膜分離裝置安裝在催化分離反應(yīng)器內(nèi)部，膜分離裝置上部與連接管Ⅱ相連，連接管Ⅱ中部還安裝有抽吸泵Ⅱ，連接管Ⅱ的末端安裝在清水池內(nèi)，消毒裝置的末端也安裝在清水池內(nèi)，出水管進(jìn)口端位于清水池內(nèi)，出水管中部安裝有抽吸泵Ⅲ。本發(fā)明將催化劑分散在反應(yīng)器的催化分離膜中進(jìn)行反應(yīng)，不用將納米催化劑成型使用。